[发明专利]一种烯酮加氢连续生产戊酮的催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种烯酮加氢连续生产戊酮的催化剂，其特征在于：由载体、附着在载体上的活性组分和助剂组成，所述活性组分包括A组分和B组分，所述助剂包括C组分、D组分和E组分；

所述A组分为Ni，所述B组分为Mo、W或Cr中的至少一种元素，所述C组分为V、Zn或Cu中的至少一种元素，所述D组分为镧系元素中的至少一种元素，所述E组分为P、B或N中的至少一种元素，所述载体为含无定形硅铝的拟薄水铝石；

以占干基载体的质量百分比计，A组分的含量为50-70%，B组分的含量为2-15%，C组分的含量为1-10%，D组分的含量为0.01-2%，E组分的含量为0.5-3%；

所述催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将载体于80-200℃下烘干至恒重，然后用浓度为3-8wt%的C组分的可溶性金属酸盐溶液浸渍；

（2）将步骤（1）所得的物料于100-130℃条件下烘干至恒重，然后在250-360℃条件下焙烧2-5h进行硝化处理；

（3）将步骤（2）所得物料研磨成粉，然后加入助挤剂和扩孔剂研磨混合0.2-1h，再加入胶溶剂和水进行混捏2.5-5.5h，然后在10-15MPa的压力下进行挤条成型；成型后在100-130℃下干燥3-6h，500-650℃下焙烧3.5-5h，得到成型载体；以占干基载体质量百分比计，助挤剂的加入量为3-7%，扩孔剂的加入量为2-5%，胶溶剂的加入量为2-5 %，水的加入量为40-50%；

（4）将步骤（3）得到的成型载体用A组分的金属硝酸盐或者金属氯化物、B组分的可溶性金属酸盐、D组分的金属硝酸盐或金属氯化物的饱和水溶液进行多次喷淋浸渍；其中，多次喷淋浸渍中的单次浸渍以载体达到饱和吸附态为止，单次浸渍后在100-130℃下干燥3-6h、350-550℃下焙烧2-4h，然后再次重复浸渍至所述载体达到饱和吸附态为止，所述饱和水溶液的pH为2-6；

（5）将步骤（4）的产物加入含有E组分的还原剂溶液中进行预还原0.5-2h，所述还原剂质量浓度为8-12%，然后在100-130℃下干燥3-6h，350-550℃下焙烧2-4h，得到催化剂前驱体；

（6）将步骤（5）得到的催化剂前驱体用氢气进行还原活化，具体操作为：在临氢状态下，以2-3℃/min的升温速率升温至500-700℃，保持3-6h后自然冷却。

2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：以占所述载体的质量百分比计，A组分的含量为55-70%，B组分的含量为6-11%，C组分的含量为4-8%，D组分的含量为0.6-1.2%，E组分的含量为1-2%。

3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于：以占所述载体的质量百分比计，A组分的含量为60-65%，B组分的含量为8-10%，C组分的含量为5-7%，D组分的含量为0.8-1.1%，E组分的含量为1.2-1.5%。

4.根据权利要求1或2或3所述催化剂，其特征在于：所述D组分为La或Ce中的至少一种。

5.根据权利要求1或2或3所述催化剂，其特征在于：所述载体的比表面积为160 -350m²/g、孔容0.5 -1.0 cm³/g，所述载体中SiO₂含量为0.3-5%。

6.根据权利要求1或2或3所述催化剂，其特征在于：步骤（5）中所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、氨硼烷、次磷酸钠、水合肼中的至少一种。

7.根据权利要求1或2或3所述催化剂，其特征在于：步骤（1）中所述浸渍采用旋转蒸发浸渍法，具体条件为：浸渍温度30-55℃、浸渍真空度-0.01 ~ -0.04MPa、浸渍时间以物料呈非流动态为止。

8.权利要求1或2或3所述催化剂在烯酮加氢连续制备戊酮中的应用，其特征在于：所述应用为：

（一）将所述催化剂与粒径为1.2-1.8mm的惰性瓷球逐层交替装填于固定床反应器中，通入氮气排净空气；其中，所述催化剂与惰性瓷球的体积比为2∶1；

（二）向固定床反应器中通入氢气，在氢气流量Q满足500≤Q≤1000mL/min的条件下，使固定床反应器内的气体压力为0.5-1.3MPa，将所述催化剂以2-3℃/min的升温速率升温至100-150℃后保温，同时在升温过程中以0.1-0.3 g/gcat/hr的反应空速通入溶剂；所述溶剂为甲醇、甲苯、乙二醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种；

（三）按照烯酮与溶剂的质量比为1:（8-15），用所述溶剂稀释烯酮，得到烯酮原料，将所述烯酮原料预热至100-160℃，然后向固定床反应器中连续通入所述烯酮原料和氢气，在固定床反应器内气体压力为0.5-1.3MPa、氢气与烯酮的摩尔比(20-50)∶1、反应空速为0.2-0.5g/gcat/hr条件下进行催化加氢反应；

（四）将步骤（三）得到的反应液送入气液分离器中分离，纯化后得到戊酮产物。